KÉMIA PRÓBAÉRETTSÉGI középszint ÍRÁSBELI MEGOLDÁS és PONTOZÁS

KÉMIA PRÓBAÉRETTSÉGI − középszint ÍRÁSBELI MEGOLDÁS és PONTOZÁS 1. FELADATSOR I. feladat 1.

2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

A mezőgazdasági termelés során újra és újra rendelkezésre állnak. Energiatermelésben való alkalmazásukkor takarékoskodhatunk a fosszilis tüzelőanyagokkal. Hozzájárulnak a földi élet megőrzéséhez. Legalább 2 szempont: Mert növények magvaiból nyerjük ki, amelyeket a mezőgazdaság évről évre újra termel. Észterek (gliceridek) képlet név: trioleil-glicerin (glicerin-trioleát) biodízel: észter, dízelolaj: szénhidrogén 2×1 A biodízel és a dízelolaj ára kb. azonos. A biodízel előállítási költsége nagyobb, de nem kell rá ásványolajadót fizetni. Csak magyarázattal: Nem zavarják a mosó hatást a kemény víz kalcium- és magnéziumionjai. (Ehelyett a semleges kémhatás megemlítése is elfogadható.) (micellás v. asszociációs) kolloid

1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 2 pont 1 pont 1 pont 1 pont 10 pont

II. feladat 0 0 1

1 A

2 B

3 D

4 C

5 C

6 B

7 D

8 E

9 A

B

10 pont

III. feladat 0 0

1 A

2 D

3 B

4 A

5 C

6 D

7 C

8 B

9 8 pont

IV. feladat 1. 3. 5. 7. 9. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17.

C4H6 gáz 9 2 igen addíció közönséges CH2Br–CHBr–CH=CH2 CH2Br–CH=CH–CH2Br szubsztitúció katalizátor (Fe), melegítés (50 °C) C6H5-Br

2. C6H6 4. folyadék 6. 12 8. 3 10. igen

2×1 2×1 2×1 2×1 csak együtt:

(a 13. és 14. válasz felcserélhető)

2 pont 2 pont 2 pont 2 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont

18. HBr

(a 17. és 18. válasz felcserélhető)

1 pont 17 pont

V. feladat 1. 2. 3. 4.

Ibolya színreakció. A fehérjéket mutattuk ki. Vörös csapadék válik ki. A redukáló szénhidrátokat (mono- és diszacharidokat). (Ha konkrét vegyületet, pl. tejcukrot említ, akkor csak 1 pont jár) 5. Csapadék képződik mindkét kémcsőben. Savak (pH-változás) hatására a fehérjék kicsapódnak. 6. A tömény salétromsav esetén következik be színváltozás. A csapadék megsárgul. A tömény salétromsav a fehérjékkel sárga színreakciót ad.


VI/A. feladat 1. a) C + O2 = CO2 2. b) 2 Mg + O2 = 2 MgO 3. b) Mg + 2 HCl = MgCl2 + H2 4. f) CaCO3 + 2 HCl = CaCl2 + H2O + CO2 5. d) 6. d) 7. c) 8. g) 9. f) 10. e)

1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 14 pont

VI/B. feladat A reakció egyenlete: 2 NaOH + H2SO4 = Na2SO4 + 2 H2O Az oldhatóság alapján a keletkező oldat: 19,4 = 0,1625, azaz 16,25 tömeg%-os. 119,4 Ha például 100–100 g oldatot ösntünk össze, akkor 200 g oldat keletkezik, abban: 200 · 0,1625 = 32,5 g Na2SO4 van. Ennek anyagmennyisége (M = 142 g/mol): n = m/M = 0,2289 mol Az egyenlet alapján 0,2289 mol kénsav és 0,4578 mol NaOH kell. A kénsav tömege: m = 0,2289 mol · 98,0 g/mol = 22,4 g. A NaOH tömege: m = 0,4578 mol · 40,0 g/mol = 18,3 g. Mivel épp 100 g oldatokból indultunk ki, az összetétel: 22,4 tömeg% H2SO4, 18,3 tömeg% NaOH.

2

2 pont 2 pont 1 pont 1 pont 2 pont 2 pont 2 pont 2 pont 14 pont

VII. feladat a) b)

Az égés egyenlete: C4H10O + 6 O2 = 4 CO2 + 5 H2O (1 pont a CO2 és H2O sztöch. számáért) 30 m 3 3 30 m levegő: n = = 1,224 kmol 24,5 m 3 /kmol Ebből az oxigén: 0,210 · 1,224 kmol = 0,2570 kmol. (A nitrogén pedig: 1,224 kmol − 0,257 kmol = 0,967 kmol.) A elégett éter: m = 1000 cm3 · 0,800 g/cm3 = 800 g. 800 g n(éter) = = 10,81 mol 74,0 g/mol Ehhez fogy az egyenlet szerint: 6 · 10,81 mol = 64,86 mol oxigén, és keletkezik 4 · 10,81 mol = 43,24 mol szén-dioxid. A labor gáztartalma az égés után: 1224 mol − 64,86 mol + 43,24 mol = 1202 mol. A labor oxigéntartalma: 257,0 mol − 64,86 mol · 100% = 16,0 x% azaz térfogat%. 1202 mol A szén-dioxid-tartalom: 43,24 mol · 100% = 3,60 x% azaz térfogat%. 1202 mol A nitrogén: 100 − 16,0 − 3,60 = 80,4 térfogat%.


1 pont 1 pont 12 pont

VIII. feladat a) A: hidrogén (H2) B: oxigén (O2) C: negatív pólus*, katód* D: pozitív pólus*, anód* (*A pólusok helyes előjeléért összesen 1 pont, a nevekért 1 pont, azok megfelelő helyéért 1 pont.) b) A kiáramló gáz meggyulladna. c) A kiáramló gáz hatására a parázsló gyújtópálca lángra lobbanna. d) Az elektrolízissel elbontott víz: 200 g · 0,0900 = 18,0 g, ami 1,00 mol A teljes gázfejlesztési kapacitást a hidrogénfejlesztésnél lehet kihasználni. (Annak a térfogata nagyobb.) 1,00 mol víz bontásakor 1,00 mol hidrogén fejleszthető. 1,00 mol hidrogén térfogata 24,5 dm3 24 500 cm 3 A kísérletet: = 490-szer lehetett elvégezni. 50,0 cm 3 e) Az oldat tömege az elektrolízis végén: 200 g – 18,0 g = 182 g. Benne a kénsav tömege változatlan: 200 g · 0,0500 = 10,0 g. 10,0 g A keletkezett oldat: · 100% = 5,49 tömeg%-os lett. 182 g

3

1 pont 1 pont

3 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont

f) Csökkent a pH. Indoklás: a vízbontással nőtt a kénsav, így az oxóniumionok koncentrációja is, vagyis az oldat savasabb lett.


2. FELADATSOR I. feladat 1. Mindkettőben 88 proton van. Az egyikben 226 – 88 = 138, a másikban viszont csak 135 neutron van. 2. A XX. században. 3. Az uránszurokércben (vagy: az urán kísérőjeként). 4. Radonná (86Rn). [A héliumatommag 2 protonnal csökkenti a rádium protonszámát.] 5. 146 C és 212 2 × 1 pont 82 Pb (Z = 88 – 6 = 82 és A = 226 – 14 = 212) 6. Régen rákos betegek gyógyítására használták (de ma már kiszorították más radioaktív elemek). 7. Nem alakulhat át kémiai reakció során egy elem egy másik elemmé. Csak a legkülső, ún. vegyértékelektronok száma, elrendeződése változhat meg.


II. feladat 0 0 1

E

1 A A

2 C D

3 A D

4 E D

5 D C

6 B E

7 D C

8 D D

9 C

1 C

2 A

3 D

4 B

5 D

6 B

7 C

8 C

9 A

18 pont

III. feladat 0 0 1

D

10 pont

IV. feladat 1. 2. 3. 4. 6. 8. 9. 10. 11. 12. 13.

észter dezoxiribóz (2-dezoxi-D-ribóz) , C5H10O4 ribóz (D-ribóz), C5H10O5 igen 5. igen igen 7. nem igen igen igen igen N(citozin) = N(guanin), N(adenin) = N(timin) ------

4

csak együtt: csak együtt: csak együtt: csak együtt: csak együtt: 2 x 1 pont =


V. feladat 1. a) hidrogén (H2) b) híg kénsavoldatot (1 p) és alumíniumforgácsot (1 p) c) 2 Al + 3 H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3 H2 (1 p a képletekért, 1 p az egyenlet) 2. a) SO2 b) forró, tömény kénsavat (1 p) és rézforgácsot (1 p) 3. a) szén b) vízgőz, szén-monoxid, szén-dioxid, kén-dioxid (ebből három felsorolása: 3 × 1 p) 4. Az első kísérlet a kénsav savasságát (redukálható hidrogénionok létrejöttét) a második kísérlet azt, hogy erős oxidálószer, a harmadik kísérlet az oxidáló hatáson túl a roncsoló (és vízelvonó) hatást. A fentiek közül legalább kettő helyes megállapítás: 2×1

1 pont 2 pont 2 pont 1 pont 1 pont 1 pont 3 pont

2 pont 13 pont

VI/A. feladat 0 0 1

f

1 b b

2 d

3 f

4 e

5 a

6 e

7 c

8 e

9 a 11 pont

VI/B. feladat a)

b)

ρ = M/Vm M = ρVm = 1,796 g/dm3 · 24,5 dm3/mol = 44,0 g/mol

A telítés után már csak alkán van az elegyben: CnH2n+2. M = 12n + 2n + 2 = 44, Ebből n = 3, A vegyület képlete: C3H8. A kiindulási két vegyület: C3H6 propén és C3H8 propán. C3H6 + H2 = C3H8 egyenlet és Avogadro-törvénye alapján 15,0 cm3 hidrogén ugyanekkora térfogatú propénnel reagál. A gázelegy 15,0 cm3 propént és 5,0 cm3 propánt tartalmazott. 75,0 térfogat% propén és 25,0 térfogat% propán volt az elegyben.

1 pont 2 pont 1 pont 2 pont 1 pont 2 pont 2 pont 11 pont

VII. feladat A vegyület képlete (CxOyNzHw) az anyagmennyiség-arányokat adja meg. (ennek kijelentése vagy alkalmazása a számításban.) Pl. 100 g vegyületben 40,45 g szén, 35,96 g oxigén, 15,73 g nitrogén és 7,86 g H van. Ezen tömegek anyagmennyiségei az n = m/M összefüggés alapján: n(C) = 3,37 mol, n(O) = 2,25 mol, n(N) = 1,12 mol, n(H) = 7,86 mol Az anyagmennyiség-arányok: 3,37 2,25 1,12 7,86 x : y : z : w = 3,37 : 2,25 : 1,12 : 7,86 = : : : = 3 : 2 : 1 : 7. 1,12 1,12 1,12 1,12 A képlet: C3O2NH7.

5

1 pont 1 pont 2 pont 2 pont 1 pont

A fehérjeeredetű aminosavak α-helyzetű aminocsoportot tartalmaznak, ezért a képlet: NH2 CH COOH

CH3 (1 pont a karboxilcsoport felírásáért, 1 pont az aminocsoport felírásáért, 1 pont a helyes konstitúcióért.)

3 pont 10 pont

VIII. feladat A reakcióegyenlet: Ca + 2 H2O = Ca(OH)2 + H2 0,882 dm 3 n(H2) = = 0,0360 mol 24,5 dm 3 /mol Az egyenlet szerint ugyanennyi a kalcium anyagmennyisége: m(Ca) = 0,0360 mol · 40,0 g/mol = 1,44 g. Ebből: m(CaO) = 2,00 g – 1,44 g = 0,56 g. A vizsgált mintának: (0,56 : 2,00) · 100 % = 28,0%-a volt kalcium-oxid.

1 pont 1 pont 2 pont 1 pont 1 pont 6 pont

IX. feladat 1. a) A reakcióegyenlet: CaCl2 + 2 AgNO3 = 2 AgCl + Ca(NO3)2 26,95 g b) 26,95 g ezüst-klorid: n(AgCl) = = 0,1879 mol 143,4 g/mol – 0,1879 mol AgCl-hoz 0,09395 mol kalcium-kloridra van szükség. Ennek tömege: m(CaCl2) = 0,09395 mol · 111 g/mol = 10,43 g. – A CaCl2-oldat oldat tömege: 10,43 g : 0,180 = 57,94 g, – térfogata: V = m/ρ = 57,94 g : 1,158 g/cm3 = 50,0 cm3. c) 0,1879 mol AgCl-hoz 0,1879 mol ezüst-nitrátra van szükség, ennek tömege: m(AgNO3) = 0,1879 mol · 169,9 g/mol = 31,92 g. – A 10,0%-os AgNO3-oldat tömege 319,2 g, térfogata: V = m/ρ = 319,2 g : 1,088 g/cm3 = 293 cm3. d) A keletkező oldatban 0,09395 mol kalcium-nitrát van, amelynek tömege: 0,09395 mol · 164,0 g/ mol = 15,41 g. – A keletkező oldat tömege a tömegmegmaradás törvénye alapján: 57,94 g + 319,2 g − 26,95 g = 350,2 g. 15,41 g – Az oldat összetétele: = 0,0440, azaz 4,40 w% Ca(NO3)2. 350,2 g


6

3. FELADATSOR I. feladat 1. 2.

3. 4. 5.

A hidrogén képes bediffundálni az acél anyagába. Nagy nyomáson és mérsékelten magas hőmérsékleten végzik. A nagy nyomás az egyensúlyt az ammóniaképződés irányába tolja. A magas hőmérséklet előnytelen az ammóniaszintézisének (mert exoterm a reakció), de a reakció sebesség növelése miatt mégis melegíteni kell, hogy gyorsabban beálljon az egyensúly. A nagy nyomás és a magas hőmérséklet is gyorsítja a hidrogén általi korróziót. A hidrogén reagál az acél széntartalmával. A széntartalom csökkenése miatt romlik az acél megmunkálhatósága. Elektrolízissel, mert így nem képződik réz-oxid. Cu2O + H2 = 2 Cu + H2O 1 pont a Cu2O-ért, 1 pont az egyenletért A magas hőmérsékletű vízgőz hatására a réz rideggé válik.


II. feladat 0 0 1

A

1 D D

2 A B

3 E D

4 C

1 A

2 C

3 A

4 D

5 D

6 B

7 C

8 B

9 B 13 pont

III. feladat 0 0

5 B

6 A

7 D

8 A

9 8 pont

IV. feladat 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19.

1 2 3 egy síkban egy egyenes mentén (lineáris) egy síkban kormozó kormozó kormozó CH2=CH2 + Br2 → CH2Br–CH2Br CH≡CH + Br2 → CHBr=CHBr C6H6 + Br2 → C6H5Br + HBr 1,2-dibrómetán 1,2-dibrómetén brómbenzol addíció addíció szubsztitúció kőolajból hőbontással (krakkolással)

1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 7

20. földgázból (metánból) hőbontással

1 pont 20 pont

V/A. feladat 1. 2. 3. 4. 5. 6.

c e Apoláris molekulájú vegyület (amely rosszul illeszkedik be a víz hidrogénkötés-rendszerébe). d (vagy a) a NH3+–CH2–COO– f HO–CH2–CH(OH)–CH2–OH propán-1,2,3-triol c és d polikondenzáció

V/B. feladat − A reakcióegyenlet: NaHCO3 + HCl = NaCl + H2O + CO2 − pH = 1,00 alapján: [H+] = 0,100 mol/dm3. − 5,0 liternyi gyomornedvben 0,500 mol H+, azaz ennyi sósav van. − M(NaHCO3) = 84 g/mol − 30 g szódabikarbóna: n = m/M = 0,357 mol − 0,357 mol szódabikarbóna 0,357 mol HCl-t semlegesít. − A sósavnak legfeljebb: 0,357/0,500 = 0,714, azaz 71,4%-át képes semlegesíteni. − 0,357 mol CO2 fejlődik, − Vm = 24,5 dm3/mol − V(CO2) = nVm = 0,357 mol · 24,5 dm3/mol = 8,75 dm3.

1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 11 pont 2 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 11 pont

VI. feladat CaO + H2O = Ca(OH)2 1 pont az égetett mész képletéért, 2 pont az egyenletért C Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3 + H2O 50,0 kg CaO: n = 50,0 kg : 56,0 kg/kmol = 0,8929 kmol Ehhez 0,8929 kmol víz kell, és ugyanennyi víz keletkezik végül „száradáskor”. m(víz) = 0,8929 kmol · 18,0 kg/kmol = 16,1 kg. A „csak” elpárolgó víz: 25,0 kg – 16,1 kg = 8,9 kg. 5. 0,8929 kmol égetett mészből ugyanennyi oltott mész és abból ugyanannyi mészkő képződik. m(mészkő) = 0,8929 kmol · 100 kg/kmol = 89,3 kg. 1. 2. 3. 4.



VII. feladat A két folyadék tömegének kiszámítása: m = ρV m(Hg) = ρV = 27,2 g.

1 pont

8

m(víz) = ρV = 10,0 g. Anyagmennyiségük: n = m/M. n(Hg) = 27,2 g : 200 g/mol = 0,136 mol. n(víz) = 10,0 g : 18,0 g/mol = 0,556 mol. A gáz térfogatából az anyagmennyiség kiszámítható: 0,0200 dm 3 V n(NO2) = = = 8,16 · 10–4 mol. Vm 24,5 dm 3 /mol Ebből a tömeg: m(NO2) = nM = 8,16 · 10–4 mol · 46,0 g/mol = 0,0376 g = 37,6 mg. Tömeg szerint: a NO2 a legkevesebb és a higany a legtöbb. Anyagmennyiség szerint: a NO2 a legkevesebb és a víz a legtöbb. Részecskeszám szerinti sorrend megegyezik az anyagmennyiségek szerinti sorrenddel.


VIII. feladat 100 cm3 (0,100 dm3) 20,0%-os salétromsavoldat 111,5 g tömegű, benne 0,200 · 111,5 g = 22,3 g HNO3 van. n(HNO3) = 22,3 g : 63,0 g/mol = 0,354 mol a) pH = 1,00 → [H+] = 0,100 mol/dm3, mivel a HNO3 erős sav, 0,100 mol/dm3-es salétromsavoldatot kell előállítani. 0,354 mol HNO3-ból előállítható: V = 0,354 mol : 0,100 mol/dm3 = 3,54 dm3 pH = 1,00-es oldat. A hígítás tehát: 3,54 dm3 : 0,100 dm3 = 35,4-szeres. b) 0,354 mol HNO3-hoz (a KOH + HNO3 = KNO3 + H2O egyenlet alapján) 0,354 mol KOH szükséges és 0,354 mol KNO3 keletkezik. A szükséges KOH tömege: 0,354 mol · 56,1 g/mol = 19,9 g. Az oldat tömege ennek duplája, 39,8 g, térfogata: V(KOH-oldat) = 39,8 g : 1,51 g/cm3 = 26,4 cm3. A keletkező KNO3 tömege: 0,354 mol · 101 g/mol = 35,8 g. 0 °C-on a telített oldat: (13,3 g : 113,3 g) · 100% = 11,7 tömegszázalékos. A keletkező oldat tömege: az eredeti savoldat: 111,5 g a hozzáadott lúgoldat: 39,8 g 151,3 g A keletkező oldat tömegszázalékos sótartalma: (35,8 g : 151,3 g) · 100% = 23,7 tömegszázalék. Az oldat töményebb 11,7%-osnál, tehát kiválik kristály a hűtés közben.

9



4. FELADATSOR I. feladat 1. Az üzemanyag elégetésekor kén-dioxid formájában a levegőbe kerül. A kén-dioxid hozzájárul a savas esők kialakulásához. (Ezzel egyenértékű bármely válasz elfogadható.) 2. Az oktánszám a benzin kompressziótűrésére utaló adat. Egy adott benzin oktánszáma annak a n-heptán–izooktán elegynek százalékos izooktán-tartalmával egyezik meg, amelynek robbanási sajátságaival megegyeznek a vizsgált benzin robbanási sajátságai. 3. Elágazó láncú paraffinok, olefinek, aromás szénhidrogének, oxigéntartalmú vegyületek, ólom-tetraetil 2–3 anyag: 1 pont; 4–5 anyag: 4. Csökkenti, mert az olefinek egy része is telítődik. csak együtt: 5. ólom-tetraetil, benzol 2x1 6. Nagyobb szénatomszámú kőolajpárlatokból indulnak ki. Levegőtől elzárt térben hevítik ezeket. Környezetszennyező hatása kisebb, mint a reformált benziné, ugyanakkor oktánszámnövelő hatása is kisebb. (Előnye és hátránya szempontjából is középen van a reformátum és az izomerizátum között.)


II. feladat 0 0 1

D

1 C C

2 B C

3 C

1 A

2 A

3 C

4 D

5 A

6 D

7 E

8 A

9 D 12 pont

III. feladat 0 0

4 D

5 B

6 A

7 A

8 C

9 8 pont

IV. feladat 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

hex-1-én piridin 1:1 glükóz Pl. R-CHO + 2 Ag+ + 2 OH− = R-COOH + 2 Ag + H2O piridin C5H5N + H2O = C5H5NH+ + OH− glükóz szilárd


V. feladat 1. CaCO3 2. NaCl

1 pont 1 pont

10

3. NH4Cl – savas, Na2CO3 – lúgos, NaOH – lúgos 3 × 1 pont + + NH3 + H3O NH4 + H2O CO32– + H2O HCO3– + OH– NaOH = Na+ + OH– 3 × 2 pont III. NH4Cl IV. NaCl V. Na2CO3 4. I. NaOH II. CaCO3 csak hibátlan megoldás: 5. a) és d): bíborvörös csak együtt: b) és c): színtelen csak együtt:


VI/A. feladat 1. S (S8) S + O2 = SO2 2. P 4 P + 5 O2 = 2 P2O5 3. NaHCO3 NaHCO3 + HCl = NaCl + H2O + CO2 4. CO 5. S (S8) 6. CO |C≡O| 7. CO 2 CO + O2 = 2 CO2 8. Ag 9. H2O 2 H2 + O2 = 2 H2O 10. NaCl

1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont

16 pont VI/B. feladat 1. pH(B) = 1,0 pH(C) = 13,0 2. 100 cm3 B-oldatban van 0,0100 mol H+, 100 cm3 C-oldatban 0,0100 mol OH–. H+ + OH– = H2O (HCl + NaOH = NaCl + H2O) A két ion anyagmennyisége alapján épp semlegesíti egymást: pH = 7,0. 3. 100 cm3 A-oldatban van 0,0100 mol NH3 van, ez épp maradéktalanul reagál a sósavval. A keletkező só, az ammónium-klorid savasan hidrolizál. NH4+ + H2O NH3 + H3O+ 4. A NaOH a kénsavval 2 : 1 anyagmennyiség-arányban reagál. 0,0100 mol NaOH 0,00500 mol kénsavval lép reakcióba maradéktalanul. Az eredeti kénsavoldat koncentrációja: 0,00500 mol : 0,100 dm3 = 0,0500 mol/dm3. Teljes disszociáció esetén: [H+] = 0,100 mol/dm3. A pH = 1.

11

1 pont 1 pont 2 pont 1 pont 1 pont 2 pont 1 pont 2 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 16 pont

VII. feladat 1. Pl. 100 g vegyületben: 63,2 g Mn és 36,8 g O van. 63,2 g Mn anyagmennyisége: n(Mn) = 63,2 g : 54,9 g/mol = 1,15 mol 36,8 g O anyagmennyisége: n(O) = 36,8 g : 16 g/mol = 2,3 mol A vegyületben az Mn : O számarány 1 : 2. A képlet: MnO2. 2. Az előzőhöz hasonlóan eljárva: 72,0 g Mn anyagmennyisége 1,31 mol, 28,0 g O-é 1,75. n(Mn) : n(O) = 1,31 : 1,75 = 1,00 : 1,33 n(Mn) : n(O) = 3 : 4, a képlet: Mn3O4. (Ha az 1,00 : 1,33-at 1 : 1-re kerekíti, akkor 2 pontot kaphat.) 3. A hevítés egyenlete: 3 MnO2 = Mn3O4 + O2 4. A termitreakció: 8 Al + 3 Mn3O4 = 4 Al2O3 + 9 Mn (1 pont a képletekért, 2 pont a rendezésért.)


VIII. feladat 1. CH2=CH2 + H2O → CH3–CH2–OH Addíció 2. CH3–COOH + C2H5-OH CH3–COO–C2H5 + H2O 3. hasonló hasonlót old elv Le Chatelier elve (legkisebb kényszer elve) 4. a) M(észter) = 88,0 g/mol = 88,0 kg/kmol, 1000 kg 1,00 tonna észter: = 11,36 kmol 88,0 kg/kmol Ehhez 11,36 kmol savra és ugyanennyi etanolra lenne szükség (100%-os átalakulás esetén) A termelést is figyelembe véve: 11,36 mol : 0,900 = 12,63 kmol m(ecetsav) = 12,63 kmol · 60,0 g/mol = 758 kg m(etanol) = 12,63 kmol · 46,0 g/mol = 581 kg b) 12,63 kmol ecetsav elvileg 12,63 kmol etanolból állítható elő (100%-os hatásfoknál) A 95,0%-os hatásfok esetén: 12,63 kmol : 0,950 = 13,29 kmol etanol kell. A szükséges összes etanol: 12,63 kmol + 13,29 kmol = 25,92 kmol, amely ugyanennyi eténből állítható elő. A szükséges etén térfogata: V = 25,92 kmol · 24,5 m3/kmol = 635 m3.

12

1 pont 1 pont 2 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 15 pont

5. FELADATSOR I. feladat 1. Nehézfém. 2. a) Mert a Mn2+/Mn rendszer standardpotenciálja negatív. b) Mn + 2 HCl = MnCl2 + H2 (ionegyenlet is elfogadható) 3. a) Mert ha szénnel redukálják a mangánt, akkor karbidtartalmú fém keletkezik. b) 3 MnO2 = Mn3O4 + O2 (1 pont, ha tudja, hogy Mn3O4 képződik) 8 Al + 3 Mn3O4 = 4 Al2O3 + 9 Mn (1 p a képletekért, 1 p a rendezésért) 4. zöld 5. az anódon (mivel oxidáció történik)


II. feladat 0 0 1

E

1 D A

2 D C

3 A D

4 E A

5 C C

6 E

1 A

2 A

3 C

4 B

5 D

6 B

7 C

8 E

9 D 15 pont

III. feladat 0 0

7 A

8 C

9 8 pont

IV. feladat 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12.

gáz gáz 0 1 nem igen szubsztitúció addíció CH4 + Cl2 = CH3Cl + HCl CH2=CH2 + Cl2 = CH2Cl–CH2Cl nem reagál CH2=CH2 + HCl = CH3–CH2Cl

12 × 1 pont:

12 pont

V. feladat 1. Rézlemez, réz(II)-só oldat (pl. CuSO4-oldat) A réz(II)ionok koncentrációja 1 mol/dm3, a hőmérséklet 25 °C, a nyomás 101 kPa. 2. a) II. b) II. c) I. 3. Zn = Zn2+ + 2e–; Cu = Cu2+ + 2e– 1 pont, hogy az oxidációs folyamatot írta fel, 1 pont a két helyes egyenletért 4. A II. elemé 13


EMF(I) = 0,80 V – 0,34 V = 0,46 V; EMF(II) = 0,34 V – (–0,76 V) = 1,10 V. 5. a, b, e Csak együtt:


VI/A. feladat 1. a) NH2–CH2–COOH 2. b), c) 3. b ) propán-1,2,3-triol 4. c) CH3–NH2 + H2O 5. e) C3H6O 6. a) 7. d) észterek

2×1

CH3–NH3+ + OH–

1 pont 1 pont 2 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 13 pont

VI/B. feladat Az egyértékű, nyílt láncú, telített alkoholok általános képlete: CnH2n+2O (CnH2n+1OH) Moláris tömegük: 14n + 18 Ebből széntartalmuk 12n Ha 60,0 tömegszázalék a széntartalom, akkor: 0,600(14n + 18) = 12n. Ebből n = 3 Az összegképlet: C3H8O (C3H7-OH) Az izomerek: CH3-CH2-CH2-OH, propil-alkohol (vagy propán-1-ol) CH3-CHOH-CH3, izopropil-alkohol (vagy propán-2-ol)


2×1 2×1


VII. feladat 1. szén-monoxid, CO Rosszul szelelő kályhában (gázkonvektorban). 2. kén-dioxid, SO2 3. pl. benzol, C6H6 (más anyag is elfogadható) 4. pl. borkősav, HOOC-CHOH-CHOH,COOH (vagy bármely nem mérgező, szilárd karbonsav)

csak együtt: csak együtt: csak együtt: csak együtt:


VIII. feladat – A reakció egyenlete: 2 H2 + O2 = 2 H2O – Avogadro törvénye alapján 2 : 1 térfogatarányban reagál a két gáz. – ¾ térfogatnyi gázelegy reagált: ½ H2 és ¼ O2. – Ha hidrogén a maradék: ¼ + ½ = ¾ H2 és ¼ O2 volt az elegyben.

14

1 pont 1 pont 2 pont 2 pont

– Ekkor 75% H2 és 25% O2 volt az elegyben. – Ha az oxigén a maradék: ¼ + ¼ = ½ O2 volt az elegyben. – Ekkor 50–50% hidrogén, illetve oxigén volt az elegyben.


IX. feladat HCOOH + NaOH = HCOONa + H2O CH3COOH + NaOH = CH3COONa + H2O (1 pont a képletekért, 1 pont a rendezésért) HCOOH + Br2 = 2 HBr + CO2 A közömbösítéshez használt lúg: n(NaOH) = cV = 1,500 · 10–3 mol Az egyenletek szerint a két sav együttes anyagmennyisége is ugyanennyi a 10,00 cm3-ben. A teljes (törzs)oldat 200,0 cm3-ében ennek a hússzorosa: 0,0300 mol. Ugyanennyi volt az 5,00 cm3-es mintában is. A felhasznált bróm anyagmennyisége: n(Br2) = 0,00100 mol Az 1,00 cm3-es mintában ezért 0,00100 mol hangyasav volt. 0,00100 mol = 1,00 mol/dm3. c(hangyasav) = 3 0,00100 dm 3 Az 5,00 cm -es mintában ezért 0,00500 mol hangyasav volt. Az ecetsav mennyisége: 0,0300 mol – 0,00500 mol = 0,0250 mol. 0,0250 mol = 5,00 mol/dm3. c(ecetsav) = 3 0,00500 dm


15

6. FELADATSOR I. feladat 1. a) Pl. vegacillin, nitroglicerin, aszpirin, kalmopirin, morfin, heroin, LSD stb. b) Panangin, ópium, marihuána Két-két helyes példa 1-1 pont 2. karboxil- és észtercsoport 2x1 3. Természetes eredetű vegyületet alakítanak át mesterségesen. 4. Acetilcsoportban: CH3-CO5. Marihuána ≅ LSD < morfin < heroin 6. Például az LSD igen veszélyes (életveszélyes) utóhatása a bármikor kialakulható kábítószeres állapot. (Más hasonló példa is elfogadható.)


II. feladat 0 0 1

C

1 C C

2 A C

3 B C

4 B A

5 B B

6 D

7 B

8 A

9 D 15 pont

III. feladat 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12.

CH4 vagy NH4+ H3O+ metán(molekula) [vagy: ammóniumion] szén-dioxid(-molekula) 3 2 0 2 1 4 trigonális piramis lineáris

12 × 1 pont

12 pont

IV. feladat 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11.

1 1 apoláris dipólus sárgászöld, szúrós szagú gáz színtelen, szúrós szagú gáz Cl2 + H2O HCl + HOCl HCl + H2O H3O+ + Cl− 2 Fe + 3 Cl2 = 2 FeCl3 Fe + 2 HCl = FeCl2 + H2 CH4 + Cl2 → CH3Cl + HCl szubsztitúció


16

12. Nem reagál.

1 pont 13 pont

V. feladat 2 × 1 pont 1. etin (acetilén), C2H2 2. CaC2 + 2 H2O = Ca(OH)2 + C2H2 (1 pont a CaC2 képletéért, 1 pont az egyenletért) 3. 1,20 g anyagban: 0,800 · 1,20 g = 0,960 g kalcium-karbid van. M(CaC2) = 64,0 g/mol n(CaC2) = m/M = 0,0150 mol A fejlődő acetilén ugyanennyi, térfogata: V = 0,0150 mol · 24,5 dm3/mol = 0,3675 dm3 (kb. 368 cm3) 4. A gáz meggyulladna, erősen kormozó lánggal égne. A kormozó égés oka: relatíve kis hidrogéntartalom. (A pontok akkor is megadhatók, ha etin helyett etént adott meg a feladat elején.) 5. A brómos víz elszíntelenedne. A pi-kötés felelős reakcióért (a hármas kötés). CH≡CH + Br2 → CHBr=CHBr, addíció 2×½ (A pontok akkor is megadhatók, ha etin helyett etént adott meg a feladat elején. Ekkor azonban kettőskötésről kell szólnia.) 6. A fenolftalein megpirosodna. Az oldat lúgos kémhatású lett (a kalcium-hidroxid miatt).

2 pont 2 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont ½ pont ½ pont 1 pont 1 pont 1 pont 14 pont

VI/A. feladat 1. d CH3-COOH + NaHCO3 = CH3-COONa + CO2 + H2O 2. c CH3-NH-CH3 3. e propanon v. dimetil-keton 4. b pH < 7 5. a C5H5N 6. b 7. e

12 × 1 pont =

VI/B. feladat A reakcióegyenlet: CH3COOH + NaOH = CH3COONa + H2O n(NaOH) = cV = 9,494 · 10−4 mol. Ugyanennyi ecetsav volt a 10,00 cm3-es részletben. A teljes törzsoldatban ennek tízszerese: 9,494 · 10−3 mol. Ugyanennyi ecetsav volt a 10,00 cm3-es megecetesedett borban is. A borban literenként ennek százszorosa: 0,9494 mol ecetsav volt. Mivel 1 mol ecetsav 1 mol alkohol oxidációjából származik, 0,9494 mol alkohol alakult át.

17


100 g alkohol: n(C2H5OH) = Az alkoholnak:

100 g = 2,174 mol. 46,0 g/mol

0,9494 mol · 100% = 43,7%-a alakult ecetté. 2,174 mol


VII. feladat 2 F

a) – b) – –

–

–

⎯→ 2 H2 + O2 A reakció lényege: 2 H2O ⎯⎯ (Ehelyett az elektródfolyamatok külön-külön felírva is elfogadhatók.) A katódon hidrogéngáz fejlődött. Az egyenlet alapján 73,5 dm3 · 2/3 = 49,0 dm3 hidrogéngáz képződött. 49,0 dm3 hidrogéngáz 2,00 mol 2,00 mol hidrogéngáz 2,00 mol vízből képződött. 2,00 mol víz tömege: 2,00 · 18,0 g/mol = 36,0 g. Ha x g oldatból indultunk ki, abban 0,100x gramm Na2SO4 volt. Az elektrolízis végén ugyanennyi oldott anyag marad. Az új oldat tömege: (x – 36,0) gramm. Az új oldat 20,0 tömegszázalékos, így: 0,100 x = 0,12 x − 36,0 Ebből: x = 216 g, vagyis 216 g oldatot kezdtünk elektrolizálni.

VIII. feladat a) (1 pont a képletekért, 1 pont a rendezés) CH4 + H2O → CO + 3 H2 (1 pont a képletekért, 1 pont a rendezés) CO + 2 H2 → CH3OH (1 pont a képletekért, 1 pont a rendezés) CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O CO2 + H2 ↔ CO + H2O b) 1000 t = 1 · 106 kg 1⋅ 10 6 kg n(metanol) = = 31 250 kmol 32 kg/kmol Ehhez háromszor ennyi szintézisgáz kell: 93 750 kmol 93 750 kmol Ha 85%-os a termelés, akkor: = 110 294 kmol-ból kell kiindulni. 0,85 V(gáz) = nVm = 110 294 kmol · 24,5 m3/kmol = 2,7 · 106 m3 (2,7 millió köbméter) c) A fenti gáz egyharmada szén-monoxid: 0,9 millió m3. Mivel 1 mol metánból 1 mol CO keletkezik, a szükséges metán is 0,9 millió m3.

18



7. FELADATSOR I. feladat 1. jodidion, I−, 53 proton, 54 elektron 4 × ½ pont 2. 1917-ben jöttek rá. A golyvás vidékeken a talaj és az ivóvíz jódban szegény volt. A jód pótlásakor eltűnt a golyva a beteg emberekből. 3. Az ivóvízzel (vagy a növényekkel, azaz a táplálékkal). 4. egy barnamoszat (a Laminaria) Az érettségiző napi jódigénye a táblázatból: 150 µg. Az éves jódigény: 365 · 150 µg = 54 750 µg = 54,75 mg. A növény tömege: 54,75 g : 0,0045 = 12 167 mg ≅ 12,2 g. 5. NaI Mert benne ionos állapotú a jód (vízben jól oldódik) és a kationja sem mérgező.


II. feladat 1. H

N

H

O

2.

H H

4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18.

O

C

3 × 1 pont

S

3.

3 pont

O

H

trigonális piramis síkháromszög V-alakú dipólus dipólus dipólus 7−8−9. csak együtt: + − lúgos, NH3 + H2O NH4 + OH csak együtt: semleges savas, SO2 + H2O H2SO3 (és tovább: H2SO3 + H2O HSO3− + H3O+) legalább az első egyenlettel együtt : NO, H2O (NO2 is elfogadható) csak együtt: CO2, H2O csak együtt: SO3 Pl. hűtőgépek, salétromsavgyártás, műtrágyagyártás egy példa: Pl. tetemek tartósítása, műanyaggyártás egy példa: Pl. kénsavgyártás, fertőtlenítés (ételtartósítás) egy példa:



III. feladat 1. sűrűség 0,79–1,00 g/cm3 között 2. hidrogén 3. oxidálódott (elektron szakadt le atomjairól le) 4. Bíborvörös lett az oldat. 19


A keletkezett oldat lúgos kémhatását mutattuk ki. 5. 2 Na + 2 H2O = 2 NaOH + H2 2 Na + CH3-CH2-OH = 2 CH3-CH2-ONa + H2 6. A – oktán; B – etanol (etil-alkohol); C – kloroform (triklórmetán); D – víz 1 helyes: 0 pont, 2 helyes: 1 pont, az összes:


IV. feladat 1. I – C; II – A; III – B; IV – D 1 helyes: 1 pont, 2 helyes: 2 pont, az összes: 2. réz + (forró) tömény kénsav redoxireakció 3. Na2CO3 + H2SO4 = Na2SO4 + CO2 + H2O (jó választás: 1 pont) cc. kénsav

⎯→ CH2=CH2 + H2O (jó választás: 1 pont) 4. CH3-CH2-OH ⎯⎯ ⎯ ⎯ cc. kénsav

⎯→ C6H5–NO2 + H2O (jó választás: 1 pont) 5. C6H6 + HNO3 ⎯⎯ ⎯ ⎯


V. feladat 1. C

2. E

3. C

4. C

5. E

6. C

7. D

8. A

9. A

10. B

10 pont

VI. Számítás és kísérletelemzés 1. Zn + 2 HCl = ZnCl2 + H2 2. Nyitott szájával lefelé. A hidrogénnek kisebb a sűrűsége a levegőnél. 3. Felfoghatjuk víz alatt is. Oka: a hidrogén vízben gyakorlatilag oldhatatlan. 4. 100 cm3 sósav: 110 g, ez 11,0 g HCl-t tartalmaz, ami: n(HCl) = 11,0 g : 36,5 g/mol = 0,301 mol. 6,00 g cink: n(Zn) = 6,00 g : 65,4 g/mol = 0,0917 mol. Az egyenlet alapján és a két anyagmennyiség összehasonlítása szerint a cink fogy el. 0,0917 mol Zn 0,0917 mol H2-t fejleszt. V(H2) = 0,0917 mol · 24,5 dm3/mol = 2,25 dm3. (Az adatok összehasonlítása nélkül max. 3 pont adható erre a részfeladatra) 5. A telítés: C2H2 + 2 H2 → C2H6 (1 pont az acetilén képletéért, 1 pont az egyenletért) 2,25 dm3 hidrogén az egyenlet szerint 1,125 dm3 acetilén telítéséhez elegendő.


VII.A feladat 1. a) NaCl, c) C12H22O11, e) Na3PO4 ½–½ pont a helyes választásért, ½–½ pont a helyes képletekért 2. b), d), f) minden helyes válasz 1 pont, minden hibás –1 pont, de 0-nál nem kevesebb

20

3 pont 3 pont

3. f) 2×½ etanol (etil-alkohol): CH3–CH2–OH piridin, konstitúciója 2×½ CH3COO– + H3O+ csak együtt: 4. d), CH3COOH + H2O s1 b2 b1 s2 5. b) fertőtlenítő és színtelenítő csak együtt: 6. Egyik sem adja.


VII.B feladat 1. 4,90 dm3 klórgáz (½ pont az elem neve, ½ pont a térfogat) (½ pont az elem neve, ½ pont a térfogat) 2. 4,90 dm3 hidrogéngáz 3 4,9 dm 3. 4,90 dm3 gáz: = 0,20 mol 24,5 dm 3 /mol 0,20 mol Cl2 és 0,20 mol H2 0,40 mol HCl-ből keletkezett tehát: 0,40 mol · 36,5 g/mol = 14,6 g HCl bomlott el. Ha x gramm sósavat kezdtünk elektrolizálni, abban 0,200x g HCl volt, az elektrolízis után (0,200x – 14,6) g HCl maradt, az oldat tömege pedig (x – 14,6) g lett. Az oldat 15,0 tömegszázalékos, így: 0,2 x − 14,6 = 0,15, x − 14,6 ebből: x = 248,2, tehát 248 g 20,0 tömeg%-os sósavat kezdtünk elektrolizálni. 4. A függvénytáblából a HCl képződéshője alapján: H2(g) + Cl2(g) = 2 HCl(g) ∆rH = –185 kJ/mol (vagy: ½ H2(g) + ½ Cl2(g) = HCl(g) ∆rH = –92,5 kJ/mol) 1 pont az egyenletért, 1 pont a reakcióhő helyes értékéért 0,2 mol hidrogén és 0,2 mol klór egyesülésekor az energiaváltozás: Q = 0,2 mol · (–185 kJ/mol) = –37 kJ (vagy: 37 kJ hő szabadul fel) 5. pH = 11,0-ből [OH–] = 1,0 · 10–3 mol/dm3. pH = 10,0 lesz a keletkező oldat, ebben 1,0 · 10–4 mol/dm3 OH– van. A lúgoldat 1–1 dm3-ét 1,0 · 10–3 mol – 1,0 · 10–4 mol = 9,0 · 10–4 mol H+ ional azaz ennyi HCl-dal lehet megváltoztatni, így a 0,4 mol HCl-dal: 0,4 mol = 444 dm3 pH = 11,0-es nátrium-hidroxid-oldat pH-ját 9 ⋅ 10 − 4 mol/dm 3 lehetne 1,00 egységgel megváltoztatni.

1 pont 1 pont

2 pont

3 pont


1 pont 14 pont

VIII. feladat A reakcióegyenlet: 2 CH3–COOH + CaCO3 = (CH3–COO)2Ca + H2O + CO2 10,0 g 10,0 g mészkő: n = = 0,100 mol 100 g/mol 0,100 mol mészkőhöz kell 0,200 mol ecetsav Ennek tömege: 0,200 mol · 60 g/mol = 12,0 g A 20%-os feleslegben alkalmazott ecetsav: 1,2 · 12,0 g = 14,4 g

21


Az oldat tömege: 14,4 g : 0,200 = 72,0 g A szükséges ecetsavoldat térfogata: V = m/ρ = 69,9 cm3. A folyamatban 0,100 mol CO2 fejlődik, amelynek tömege 4,40 g. A keletkező oldatban 14,4 g – 12,0 g = 2,40 g ecetsav marad. A keletkező oldat tömege: 72,0 g + 10,0 g – 4,40 g = 77,6 g. 2,40 g Az ecetsavtartalom: · 100% = 3,09 tömeg% (3,1 w%). 77,6 g


22

8. FELADATSOR I. feladat 1. 2. 3. 4.

5.

6.

Csökken. ebonit: C, H, S polipropilén: C, H PVC: C, H, Cl CaO + H2SO4 = CaSO4 + H2O 1,00 t = 1000 kg, ebben van 25%, azaz 250 kg kénsavoldat. Ebben van: 250 kg · 0,195 = 49 kg kénsav. Ez 0,50 kmol H2SO4, amihez 0,50 kmol CaO-ra van szükség. Ennek tömege: 0,50 kmol · 56 kg/kmol = 28 kg. +6 −2

+4


0

2 Pb S O 4 = 2 PbO + 2 S O 2 + O 2 A kén oxidációs száma csökken, vagyis redukálódik. Az oxigén oxidációs száma nő, vagyis oxidálódik. A műanyagok elégetésével felszabadított hőt gőztermelésre használják. Az ebonit égetésekor kén-dioxid jut a légkörbe. A kén-dioxid a savas esők egyik fő okozója.


II. feladat 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

HCl + H2O H3O+ + Cl– nincs reakció CH2=CH2 + HCl → CH3-CH2Cl NH3 + HCl = NH4Cl NH3+–CH2–COO– + HCl → NH3+–CH2–COOH + Cl– (vagy: NH2–CH2–COOH + HCl → NH3+–CH2–COOH + Cl–) CH≡CH + HCl → CH2=CH–Cl (vagy: CH≡CH + 2 HCl → CH3-CHCl2) CaO + 2 HCl = CaCl2 + H2O (ionegyenlet is elfogadható) Zn + 2 HCl = ZnCl2 + H2 Az 1., 4., 5. vagy 7. reakció kiválasztása. A sav-bázis párok feltüntetése.


III. feladat 1. C

2. B

3. A

4. B

5. D

6. D

7. D

8. E

3. B

4. C

5. B

6. C

7. B

8. A

9. C

10. A

10 pont

IV. feladat 1. B

2. A

8 pont

V. feladat 1. 2. 3. 4.

Melegedést. Exoterm folyamatok. Az oldat energiatartalma magasabb. CaCO3 + 2 HCl = CaCl2 + H2O + CO2


23

1 pont a kiválasztásért, 1 pont az egyenletért CaC2 + 2 H2O = Ca(OH)2 + C2H2 1 pont a kiválasztásért, 1 pont az egyenletért 5. a) 2 NO + O2 = 2 NO2 b) A függvénytáblázatból a képződéshők kikeresése: NO: +90,4 kJ/mol, NO2: +33,5 kJ/mol. A reakcióhő kiszámítása: ∆rH = Σ∆kH(termék)–Σ∆kH(reagens) (vagy ennek alkalmazása) ∆rH = 2 · 33,5 kJ/mol – 2 · 90,4 kJ/mol = –113,8 kJ/mol. A henger fala tehát felmelegedne.


VI/A. feladat 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Valamennyi anyag kémiai elem. a), c), e) b), f) c), d), e) a) b), e), f) C + O2 = CO2 4 Al + 3 O2 = 2 Al2O3 2 H2 + O2 = 2 H2O 2 Cu + O2 = 2 CuO

3×1 csak együtt: csak együtt: 3×1


VI/B. feladat 1. H2 + Cl2 = 2 HCl 2. 2,00 dm3 = 2000 cm3. A desztillált víz a keletkezett HCl-t nyeli el. A maradék hidrogéngáz (mivel színtelen). Maradt 400 cm3, így reagált 1600 cm3. Az egyenlet alapján 800 cm3 hidrogén és 800 cm3 klór reagált. Eredetileg volt: 800 cm3 klór és 1200 cm3 hidrogén. A térfogatszázalékos összetétel: 40 tf% Cl2, 60 tf% H2. 3. 1600 cm3 standard nyomású, 25 °C-os HCl keletkezett. 1,60 dm 3 n(HCl) = = 0,0653 mol. 24,5 dm 3 / mol m(HCl) = 0,0653 mol · 36,5 g/mol = 2,38 g 50,0 cm3, azaz 50,0 g vízben oldva 52,38 g oldatot kapunk. 2,38 g A sósavtartalom: = 0,0454, azaz 4,54 tömeg% HCl. 52,38 g


VII. feladat 1. 2. 3. 4.

2 Ca + O2 = 2 CaO A kalcium nem teljesen oxidálódott (maradt még elemi kalcium). Hidrogén. Ca + 2 H2O = Ca(OH)2 + H2 24


5. Az oldat megpirosodik. A lúgos kémhatás miatt. 6. 184 cm3 hidrogéngáz: n =

1 pont 1 pont 0,184 dm 3

= 0,00751 mol. 24,5 dm 3 / mol Ez az egyenlet alapján 0,00751 mol kalcium által fejlődött. 1,00 g = 0,0250 mol. 1,00 g kalcium: n = 40,0 g / mol Az eloxidálódott kalcium: 0,0250 mol – 0,00751 mol = 0,01749 mol. Ez az első egyenlet szerint 0,008745 mol O2-t köt meg. m(O2) = 0,008745 mol · 32,0 g/mol = 0,28 g. A szilárd anyag tömeg tehát 1,28 g lett. 7. A megkötött oxigén térfogata: V = 0,008745 mol · 24,5 dm3/mol = 0,214 dm3. Ebből a levegő térfogata: 0,214 dm3 : 0,210 = 1,02 dm3, Tehát legalább 1,02 dm3-es volt az üveghenger térfogata.


VIII. feladat 1. C6H12O6 → 2 C2H5OH + 2 CO2 1 pont a glükóz képletéért, 1 pont a termékek képletéért, 1 pont az egyenletért 2. Pl. 100 g bor 10,0 g C2H5OH-t és 5,00 g C6H12O6-t tartalmaz. 10,0 g etanol: n = m/M = 10,0 g : 46,0 g/mol = 0,2174 mol Az erjedés során 0,1087 mol glükóz erjedt és 0,2174 mol szén-dioxid távozott. Az erjedt glükóz: m(glükóz) = nM = 0,1087 mol · 180 g/mol = 19,56 g A keletkezett szén-dioxid: m(CO2) = 9,57 g Az eredeti cukortartalom: 5,00 g + 19,56 g = 24,56 g A must eredeti tömege: 100 g + 9,57 g = 109,57 g 24,56 g Az must eredeti cukortartalma: = 0,224, azaz 22,4 tömeg%-os. 109,57 g


25

9. FELADATSOR I. feladat 1. CH4 + H2O = CO + 3 H2 CO + 2 H2 = CH3OH 2. A szintézisgáz előállítása endoterm folyamat. A reakcióhő számítása (a függvénytáblázat használatával): ∆rH = –111 kJ/mol – [–74,9 k/mol + (–242 kJ/mol)] = + 206 kJ/mol. A metán egy részét ennek a hőnek a biztosítása miatt kell elégetni. 3. Ezzel az eljárással feleslegesen elégetjük a szintézisekhez szükséges szénhidrogénforrás egy részét. 4. brómozás, reakció vízzel = szubsztitúció 2×1 az utolsó lépés redoxireakció 5. A brómot a reakció végére eredeti (elemi) állapotában visszakapjuk. 6. etén, C2H4 propén, C3H6 benzin aromás szénhidrogének dimetil-éter: CH3-O-CH3 közülük négyért: 4 × 1


4 pont 15 pont

II. feladat 0 0 1

1 D

2 A

3 B

4 D

5 E

6 D

7 A

8 B

9 D

B

10 pont

III. feladat 0 0

1 C

2 B

3 B

4 D

5 A

IV. feladat 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14.

aceton (dimetil-keton, propanon) folyékony H H gáz hangyasav (metánsav) folyékony NH2 NH2 szilárd metil-acetát C15H31 OH (A 12. és 13. válasz felcserélhető.) szilárd 26

6 B

7 C

8

9 7 pont

15. 16. 17.

C17H33 OH folyékony

(A 15. és 16. válasz felcserélhető.) 17 × 1 pont

17 pont

V. feladat 1. 2. 3. 4.

5.

Az oldatok színe alapján. A réz(II)-nitrát oldat kék, a másik színtelen. Az ezüst-nitrát-oldatban történik változás. A réz standardpotenciálja kisebb, mint az ezüsté, ezért a réz képes redukálni az ezüstionokat. A rézdróton (fekete, majd) szürke bevonat képződik. (Vagy: a színtelen oldat kék színűvé válik.) Cu + 2 AgNO3 = Cu(NO3)2 + 2 Ag (ionegyenlet is elfogadható: Cu + 2 Ag+ = Cu2+ + 2 Ag) (1 pont a kémiai jelekért, 1 pont a rendezésért) A réz redukálószer. Például a cink. A réznél és az ezüstnél is kisebb standardpotenciálú fémre van szükség. Olyan fémre, amelyik nem lép reakcióba a vízzel (nem túlságosan negatív a standardpotenciálja.)


VI/A. feladat 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13.

Pl. színtelen, szagtalan gáz fejlődik Pl. a fém feloldódik (vagy lassan fehér csapadék válik ki) Ca + 2 H2O = Ca(OH)2 + H2 lúgos NH3 + H2O NH4+ + OH– fertőtlenítés Cl2 + H2O HCl + HOCl savas SO2 + H2O = H2SO3 lúgos HCO3– + OH– CO32– + H2O sósav HCl + H2O = H3O+ + Cl–


VI/B. feladat 1. pH = 1,00-ből [H+] = 1,00 · 10–1 mol/dm3 0,100 mol/dm3-es a salétromsavoldat pH = 12,00-ből pOH = 2,00, ebből [OH–] = 1,00 · 10–2 mol/dm3 0,0100 mol/dm3-es lúgoldat 2. 10,0 cm3 savoldatban: n(HNO3) = 0,100 mol/dm3 · 0,0100 dm3 = 1,00 · 10–3 mol salétromsav van. A reakcióegyenlet (HNO3 + NaOH = NaNO3 + H2O) alapján 27


ugyanennyi NaOH kell. A szükséges NaOH-oldat: V = n/c = 1,00 · 10–3 mol : 0,0100 mol/dm3 = 0,100 dm3 (azaz 100 cm3). 3. 50,0 cm3 savoldatban 5,00 · 10–3 mol salétromsav van. Ehhez a CaCO3 + 2 HNO3 = Ca(NO3)2 + CO2 + H2O egyenlet alapján 2,50 · 10–3 mol mészkőre van szükség. Ennek tömege: 2,50 · 10–3 mol · 100 g/mol = 0,25 g (250 mg) 4. 100,0 cm3 savoldatban 1,00 · 10–2 mol (0,01 mol) salétromsav van A hozzáadott V dm3 lúgoldatban 0,01V mol NaOH van. A közömbösítés során ugyanennyi salétromsavat semlegesít, így marad: (0,01 – 0,01V) mol salétromsav. Az új oldat térfogata (0,1 + V) dm3. Az új oldat savatralma: pH = 2,00-ből 1,00 · 10–2 mol/dm3. Ez alapján felírható: 0,01 − 0,01 V = 0,0100 0,1 + V Ebből: V = 0,45, azaz 450 cm3 lúgoldat kell.


VII. feladat 1. V(Al) = (2,00 cm)3 = 8,00 cm3 m(Al) = ρV = 21,6 g. 21,6 g n(Al) = = 0,800 mol 27,0 g/mol N(Hg) = N(Al), így n(Hg) = n(Al) m(Hg) = nM = 0,8 mol · 200,5 g/mol = 160,4 g 160,4 g m V(Hg) = = 11,8 cm3. = 3 ρ 13,6 g/cm 3 2. 1,00 dm -ben (Avogadro-törvénye miatt). 3. 20,0 cm3 oldat tömege: m = ρV = 20,0 cm3 · 0,880 g/cm3 = 17,6 g Az oldott anyag tömege: m(NH3) = 17,6 g · 0,34 = 5,984 g Az anyagmennyisége: n(NH3) = m/M = 5,984 g : 17 g/mol = 0,352 mol A 2,00 mol/dm3 koncentrációjú oldat térfogata: V(oldat) = 0,352 mol : 2,00 mol/dm3 = 0,176 dm3 (176 cm3).


VIII. feladat 1. A szénhidrogén képlete: CxHy, ahol x : y = n(C) : n(H) Pl. 100 g vegyületet véve, abban 85,7 g szén és 14,3 g hidrogén van. n(C) = 85,7 g : 12,0 g/mol = 7,14 mol, (H) = 14,3 g : 1,0 g/mol = 14,3 mol. x : y = 7,14 : 14,3 = 1,00 : 2,00, vagyis a képlet: CnH2n. 2. d = ρ1 : ρ2 = M1 : M2 Mx , ebből Mx = 32 g/mol · 2,625 = 84,0 g/mol. d(O2) = 32 g / mol M(CnH2n) = 12 n + 2n = 84,0 28


Ebből n = 6, vagyis a molekulaképlet: C6H12. 3. A feladatban szereplő kritériumnak megfelelő vegyület: ciklohexán a ciklohexán konstitúciója

29


10. FELADATSOR I. feladat 1. S + O2 = SO2 4 FeS2 + 11 O2 = 2 Fe2O3 + 8 SO2 a helyes képletek 1 pont, a helyes rendezés 1 pont 2. A ként redukálja a szén. +6

3. 4. 5. 6.


+4

2 CaSO4(sz) + C = 2 CaO(sz) + 2 SO2(g) + CO2(g) A kén oxidációs száma 6-ról 4-re csökken, tehát redukálódik. Az „A” módszer. Indoklás: nem jár melléktermék keletkezésével. A „C” módszer. Indoklás: energiaigényes (endoterm) reakció. A „C” módszerben +136 kJ, azaz 136 kJ szükséges. Az „A” módszerben –297 kJ, azaz 297 kJ szabadul fel. (A kén-dioxid képződéshője a függvénytáblázatból kikereshető.) A melléktermékként keletkező kalcium-oxidot portlandcement-gyártásra használják.


II. feladat 0 0 1

D

1 D B

2 C

1 A

2 A

3 B

4 D

5 E

6 C

7 E

8 A

9 D 11 pont

III. feladat 0 0

3 D

4 B

5 B

6 A

7 C

8

9 7 pont

IV. feladat 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12.

HCOOH hangyasav (metánsav) CH3-CH2-OH etanol (etil-alkohol) CH3-NH2 metil-amin CH3-CO-CH3 aceton (propanon, dimetil-keton) CH3-CH=O etanal (acetaldehid) hangyasav, etanol, aceton 3 x 1 pont, hibánként −1 pont, de min. 0 hangyasav HCOOH + H2O HCOO− + H3O+ 13. metil-amin CH3-NH2 + H2O CH3-NH3+ + OH−

30

1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 3 pont 1 pont 1 pont 1 pont 1 pont 17 pont

V. feladat 1. 2. 3. 4. 5. 6.

CH3–CH2–OH, CH3–O–CH3 2×1 etil-alkohol (etanol) Hidrogén (H2). A fekete felületű rézdrót vörös lesz. Ezüst válik ki a kémcső falára. CH3–CH2–OH + Na → CH3–CH2–ONa + ½ H2 CH3–CH2–OH + CuO → CH3–CH=O + Cu + H2O CH3–CH=O + 2 Ag+ + 2 OH– → CH3–COOH + 2 Ag + H2O (1–1 pont a szerves termékek képletéért, 1–1 pont az egyenletrendezésért)


VI/A. feladat 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

2 Mg + O2 = 2 MgO exoterm 2 H2 + O2 = 2 H2O durranógázpróba N2 + O2 = 2 NO igen magas hőmérséklet (3000 °C, vagy katalizátor) 4 P + 5 O2 = 2 P2O5 (vagy: P4 + 5 O2 = 2 P2O5, vagy: P4 + 5 O2 = P4O10) a fehérfoszfor C8H18 + 12,5 O2 = 8 CO2 + 9 H2O (1 pont a képletekért, 1 pont a rendezésért) 10. benzinüzemű motorok üzemeltetése (nem elég a „hőtermelés”) 11. 2 CO + O2 = 2 CO2


VI/B. feladat 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12.

24,5 dm3 24,5 dm3 16,0 g : 32,0 g/mol = 0,500 mol → 3 · 1023 16,0 g : 2,0 g/mol = 8 mol → 4,8 · 1024 32,0 g/mol : 24,5 dm3/mol = 1,31 g/dm3 2,0 g/mol : 24,5 dm3/mol = 0,082 g/dm3 (82 mg/dm3) 32,0 g/mol : 4,0 g/mol = 8,0 0,5 1 : 3, a reakcióegyenlet: C2H4 + 3 O2 = 2 CO2 + 2 H2O 1 : 1 (A reakcióegyenlet: C2H4 + H2 → C2H6) 1:2 32 : 4 = 8 : 1


VII. feladat 1.

A polietilén: (-CH2–CH2-)n. A monomer moláris tömege: M = 28 g/mol.

31

1 pont 1 pont

1,00 ⋅ 10 5 g = 3571,4 mol monomeregység van, 28 g/mol ebből 7143 mol CO2 keletkezik, ami: V = 7143 mol · 24,5 dm3 = 175 003 dm3 = 175 m3. Ez körülbelül 175 : 0,01 = 17 500 m3 levegőnek emeli 1%-kal a CO2-tartalmát. (Illetve pontosabban: 17 500 m3 – 175 m3 = 17 325 m3 a levegő eredeti térfogata.) A PVC: (–CH2–CHCl–)n, M(monomer) = 62,5 g/mol. A fentiekhez hasonló módon számolva: 7840 m3 adódik. (Illetve pontosabban: 7840 m3 – 78,4 m3 = 7762 m3 a levegő eredeti térfogata.) A PVC esetében. Klórt is tartalmaz, amelyből erős sav, HCl keletkezhet. A 100 kg PVC-ben: n(monomer) = 1600 mol. Ebből 1600 mol HCl keletkezhet. pH = 4,00 → [H+] = 1,00 · 10–4 mol/dm3. 1600 mol n V(eső) = = = 1,6 · 107 dm3 = 16 000 m3. c 1,00 ⋅ 10 − 4 mol/dm 3 100 kg-ban: n =

2. 3.


VIII. feladat 1. 2.

500 g 10,0%-os oldatban 50,0 HCl van. 50,0 g HCl 20,0%-os oldatból: 50,0 g : 0,200 = 250 g oldatban van. A szükséges sósav térfogata: V = m/ρ = 250 g : 1,10 g/cm3 = 227 cm3. a) katód: 2 H+ + 2e− = H2, anód: 2 Cl− = Cl2 + 2e− b) A fentiek és Avogadro törvénye alapján a klór térfogata is 49,0 dm3. c) 49,0 dm3 hidrogéngáz 2,00 mol. Ez 4,00 mol HCl elbontásával képződött. Az elbontott HCl tömege: 4,00 mol · 36,5 g/mol = 146 g. Ha m gramm 20%-os sósavból indultunk ki, akkor abban 0,2m gramm HCl volt, Az elektrolízis végére az oldott anyag tömege: (0,2m − 146) gramm HCl lett. Az oldat tömege pedig: (m − 146) gramm lett. Az így képződött oldat 10,0 tömegszázalékos: (0,2m − 146) / (m − 146) = 0,100. Ebből: m = 1314. Az elektrolizált sósav térfogata: V = 1314 g : 1,10 g/cm3 = 1195 cm3.

32


KÉMIA PRÓBAÉRETTSÉGI középszint ÍRÁSBELI MEGOLDÁS és PONTOZÁS

Recommend Documents